中國科學院半導體研究所傳來消息,由游經碧研究員帶領的科研團隊成功開發出新型鈣鈦礦太陽能電池原型器件,其光電轉換效率達到27.2%。該成果已發表于國際權威學術期刊《科學》,標志著我國在新型光伏技術領域取得重要突破。
實驗數據顯示,在標準太陽光照射和最大功率輸出條件下,該器件連續運行1529小時后仍保持初始效率的86.3%。更值得關注的是,在85℃高溫與標準光照的復合老化測試中,持續工作1000小時后效率衰減僅17.2%,展現出優異的穩定性。這項突破性進展為鈣鈦礦電池的商業化應用掃除了關鍵障礙。
作為新一代光伏技術的代表,鈣鈦礦電池憑借其低成本印刷制備工藝和高理論轉換效率備受關注。十六年間,該領域效率紀錄從3.8%躍升至26%以上,逐步逼近傳統單晶硅電池水平。但科研人員指出,要實現理論極限效率,高質量半導體薄膜的制備仍是核心挑戰。
研究團隊創新性地引入堿金屬草酸鹽添加劑,通過鉀離子與氯離子的強相互作用,有效抑制了氯元素在薄膜生長過程中的垂直遷移。這種分子級調控使氯元素均勻分布于鈣鈦礦晶格中,成功制備出載流子壽命達20微秒、界面缺陷密度低至101?/cm3的優質薄膜。該技術突破同時提升了電池效率與長期運行穩定性。
業內專家表示,這項研究通過材料創新實現了效率與穩定性的雙重突破,為鈣鈦礦電池從實驗室走向產業市場提供了關鍵技術支撐。隨著相關工藝的持續優化,這種新型光伏器件有望在分布式發電、建筑一體化等領域展現巨大應用潛力。











